analisa hasil pengecoran penambahan bahan ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan...

68
ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN MATERIAL PISTON DAN KALENG BEKAS PADA ALAT RUMAH TANGGA TERHADAP PERUBAHAN NILAI KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO AlMg-Si SKRIPSI BIDANG TEKNOLOGI BAHAN Diajukan untuk memenuhi persyaratan Memperoleh gelar Sarjana Teknik ARIS SUGIANTO NIM. 151210092 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK 2018

Upload: others

Post on 14-Nov-2020

3 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN

MATERIAL PISTON DAN KALENG BEKAS PADA ALAT

RUMAH TANGGA TERHADAP PERUBAHAN NILAI

KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO AlMg-Si

SKRIPSI

BIDANG TEKNOLOGI BAHAN

Diajukan untuk memenuhi persyaratan

Memperoleh gelar Sarjana Teknik

ARIS SUGIANTO NIM. 151210092

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK

2018

Page 2: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

ii

LEMBAR PENGESAHAN

ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN

MATERIAL PISTON DAN KALENG BEKAS PADA ALAT

RUMAH TANGGA TERHADAP PERUBAHAN NILAI

KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO AlMg-Si

SKRIPSI

BIDANG TEKNOLOGI BAHAN

Ditujukan untuk memenuhi persyaratan

Memperoleh gelar Sarjana Teknik

ARIS SUGIANTO

NIM. 151210092

Skripsi ini telah direvisi dan disetujui oleh para dosen

pada tanggal 19 Juli 2018

Dosen Pembimbing I

(Eko Sarwono, ST.,MT.)

NIDN. 0018106901

Dosen Pembimbing II

(Fuazen, ST., MT)

NIDN. 1122087301

Dosen Penguji I

(Masrum H, ST.,MT)

NIDN. 11.2808.5802

Dosen Penguji II

(Waspodo, ST., MT)

NIDN. 1114067602

Mengetahui

Ketua Program Studi Teknik Mesin

Fakultas Teknik

(Waspodo, ST., MT)

NIDN. 1114067602

Page 3: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

iii

PERNYATAAN ORISINALITAS SKRIPSI

Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa sepanjang pengetahuan saya

dan berdasarkan hasil penelusuran berbagai karya ilmiah, gagasan dan masalah

ilmiah yang diteliti dan diulas di dalam Naskah Skripsi ini adalah asli dari

pemikiran saya. tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain

untuk memperoleh gelar akademik di suatu Perguruan Tinggi, dan tidak terdapat

karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali

yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber

kutipan dan daftar pustaka.

Apabila ternyata di dalam naskah Skripsi ini dapat dibuktikan terdapat unsur -

unsur jiplakan, saya bersedia Skripsi dibatalkan, serta diproses sesuai dengan

peraturan perundang-undangan yang berlaku (UU No. 20 Tahun 2003, pasal 25

ayat 2 dan pasal 70).

Pontianak, 19 Juli 2018

Mahasiswa,

Aris Sugianto

NIM. 151210092

Page 4: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

iv

LEMBAR IDENTITAS TIM PENGUJI SKRIPSI

JUDUL SKRIPSI :

ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN MATERIAL

PISTON DAN KALENG BEKAS PADA ALAT RUMAH TANGGA

TERHADAP PERUBAHAN NILAI KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO

AlMg-Si

Nama Mahasiswa : Aris Sugianto

NIM : 151210092

Program Studi : Teknik Mesin

DOSEN PEMBIMBING :

Dosen Pembimbing I : Eko Sarwono, ST., MT.

Dosen Pembimbing II : Fuazen, ST., MT.

TIM DOSEN PENGUJI :

Dosen Penguji I : Masrum H,ST.,MT.

Dosen Penguji II : Waspodo, ST., MT.

Tanggal Ujian : 19 Juli 2018

Pontianak, 19 Juli 2018

Mengetahui

Ketua Program Studi Teknik Mesin

Fakultas Teknik

Waspodo, ST., MT.

NIDN. 1114067602

Page 5: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

v

RINGKASAN

Aris Sugianto, Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Pontianak, 19 Juli 2018, Analisa Hasil Pengecoran Penambahan

Bahan Material Piston Dan Kaleng Bekas Pada Alat Rumah Tangga Terhadap

Perubahan Nilai Kekerasan Dan Struktur Mikro AlMg-Si Dosen Pembimbing Eko

Sarwono dan Fauzen.

Dengan adanya perbedaan campuran dan proses pendinginan yang berbeda maka

akan menghasilkan sifat mekanis dalam hal ini sifat kekerasannya dan struktur mikro

yang berbeda. Pengujian yang dilakukan dibatasi hanya terhadap peningkatan nilai

kekerasan dan perubahan struktur mikro akibat variasi Penambahan Material Piston

Bekas dan kaleng bekas dengan menggunakan 30: 70 , 50 : 50 dan 40 , 60 %,

masing-masing di cor, proses pendinginan menggunakan media pendinginan udara

bebas. Untuk mengetahui nilai kekerasan maka dilakukan pengujian kekerasan

dengan menggunakan metode Rockwell F, dan Pengujian Impak, untuk perubahan

struktur mikro maka dilakukan pengamatan metallografi dan uji komposisi. Dari hasil

pengujian kekerasan pada masing-masing spesimen, diketahui adanya perubahan nilai

kekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70%

39,58HRB, Campuran 40:60% 42.1HRB, dan Campuran 50:50% 28.9HRB. Dari data

uji kekerasan menyatakan bahwa spesimen campuran 40:60 mempunyai nilai

kekerasan paling tinggi dibanding spesimen campuran lainya, dan dari hasil uji

Impact juga menunjukan perubahan nilai kemampuan dalam menyerap energi dan

menerima beban kejut dari setiap spesimen, Piston bekas 17070 J/ mm2, Kaleng

bekas 26687.2 J/ mm2

, Campuran 30:70% 18864.6 J/ mm2

,Campuran 40:60%

18083.6 J/ mm2

, dan Campuran 50:50% 22923.8 J/ mm2

. Dari data uji impact

menunjukan bahwa spesimen campuran 50:50 memiliki nilai uji impact yang paling

tinngi dibandingkan dengan smua spesimen campuran lainya. Dari data pengujian

(uji kekerasan dan uji impact), menunjukan bahwa telah terjadi pebaikan sifat

mekanis pada spesimen campuran antara piston dan kaleng bekas.

Kata kunci : Pengecoran, alat rumah tangga, Piston bekas dan kaleng bekas

Page 6: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

vi

SUMMARY

Aris Sugianto, Mechanical Engineering Study Program, Faculty of Engineering,

Muhammadiyah University Pontianak, July 19, 2018, Analysis of Casting Results

Adding Used Piston and Tin Materials to Household Appliances Against Changes in

Hardness and Microstructure Value of AlMg-Si Advisor Lecturers Eko Sarwono and

Fauzen.

With the different mixes and different cooling processes it will produce mechanical

properties in this case the nature of the hardness and different microstructure. The

tests carried out were limited only to the increase in the value of hardness and

changes in microstructure due to variations in the addition of used piston materials

and used cans using 30: 70, 50: 50 and 40, 60%, each of which was cast, the cooling

process using free air cooling media . To determine the value of hardness, the

hardness test was carried out using Rockwell F method, and impact testing, to change

the microstructure, metallography and composition tests were carried out. From the

results of hardness testing on each specimen, it was found that there was a change in

the hardness value, namely: Used cans 17.4HRB, used piston 39HRB, mixture 30:

70% 39.58HRB, mixture 40: 60% 42.1HRB, and mixture 50: 50% 28.9 HRB. From

the hardness test data stated that the 40:60 mixture specimen had the highest hardness

value compared to other mixed specimens, and from the Impact test results also

showed a change in the value of the ability to absorb energy and receive shock loads

from each specimen, used Piston 17070 J / mm2, Cans second hand 26687.2 J / mm2,

Mixture 30: 70% 18864.6 J / mm2, Mixture 40: 60% 18083.6 J / mm2, and Mixture

50: 50% 22923.8 J / mm2. From the impact test data shows that 50:50 mixed

specimens have the highest impact test value compared to all other mixed specimens.

From the test data (hardness test and impact test), it shows that mechanical properties

have been improved in the mixed specimens between pistons and used cans.

Keywords: Casting, household appliances, used pistons and used cans

Page 7: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

vii

KATA PENGANTAR

Bismillahirrahmannirahim,

Assalamualiakum Warrahmatullahi Wabarakatu,

Puji dan syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan

rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang

berjudul “ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN

MATERIAL PISTON DAN KALENG BEKAS PADA ALAT RUMAH

TANGGA TERHADAP PERUBAHAN NILAI KEKERASAN DAN

STRUKTUR MIKRO AlMg-Si “.

Tugas Akhir ini diajukan sebagai syarat untuk menempuh ujian Sarjana Strata

( S – 1 ) pada jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Pontianak.

Dalam proses penyusunan Tugas Akhir ini penulis banyak mendapat bantuan

serta bimbingan dari berbagai pihak, untuk itu pada kesempatan ini penulis ingin

menyampaikan ucapkan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada :

1. Bapak Helman Fachri, SE, MM selaku Rektor Universitas Muhammadiyah

Pontianak.

2. Bapak Fuazen, S.T .,M.T Selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Pontianak dan selaku Dosen Pemimbing II Skripsi

3. Bapak Eko Sarwono, S.T., M.T selaku Wakil Rektor II Universitas

Muhammadiyah Pontianak dan selaku Dosen Pemimbing 1 Skripsi

4. Bapak Waspodo.S.T., M.T selaku Dosen Penguji II Skripsi.

5. Bapak Masrum. H.S.T., M.T selaku Dosen Penguji I Skripsi.

6. Bapak – bapak dan Ibu – ibu selaku Dosen dan staf di Fakultas Teknik Mesin

Universitas Muhammadiyah Pontianak.

7. Ayahanda Alm. Dulrahman dan Ibunda Sutarni selaku orang tua yang telah banyak

berjasa dalam kehidupan ini.

Page 8: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

viii

8. Istriku tercinta Rosalina dan anak-anakku tercinta Georino Sugianto dan Hanayyu

Izzati yang telah banyak memberikan perubahan dalam hidup ini.

9. Ke tiga Adik-adik ku Suryanto,Trihandayani Rahayu dan Suroto yang telah

banyak memberikan dukungan baik moril serta materil agar dapat menyelesaikan

Tugas Akhir ini.

10. Keluarga besar ku yang telah banyak memberikan dukungan baik moril serta

materil agar dapat menyelesaikan Skripsi ini.

11. Teman – teman Angkatan 2015 serta kakak tingkat dan adik tingkat ku yang tidak

bisa disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari dalam penulisan Tugas Akhir ini, masih banyak

kekurangan dan kelemahan, baik dalam penyajian, sistematika penulisan maupun

materi – materi yang terkandung di dalamnya. Untuk itu penulis mengharapkan kritik

dan saran yang bersifat membangun agar penulisan selanjutnya dapat lebih baik.

Semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita dan bagi masyarakat semua, akhir

kata penulis mengucapkan:

Wabillahitaufik Walhidayah wassalammualaikum Warrahmatullahi Wabarakatu.

Pontianak, 19 Juli 2018

Penulis

ARIS SUGIANTO

NIM : 151210092

Page 9: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

ix

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................ i

LEMBAR ORISINILITAS ............................................................................... ii

LEMBAR IDENTITAS TIM PENGUJI SKRIPS ......................................... iii

LEMBAR RINGKASA ...................................................................................... iv

LEMBAR SUMMARY .. ................................................................................... v

PENGANTAR ................................................................................................... vi

DAFTAR ISI ....................................................................................................... vii

DAFTAR TABEL ............................................................................................. vii

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... ix

DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... x

DAFTAR SIMBOL ............................................................................................ xii

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................. 1

1.1. Latar Belakang ............................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalahan ...................................................................... 3

1.3. Pembatasan Masalah ...................................................................... 3

1.4. Tujuan Penelitian ........................................................................... 4

1.5. Manfaat Penelitian ......................................................................... 4

1.6. Metode Penelitan ........................................................................... 4

1.7. Sistematika Penulisan ..................................................................... 5

BAB II LANDASAN TEORI .......................................................................... 6

2.1. Tinjauan Pustaka . ........................................................................... 6

Page 10: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

x

2.2. Sifat- Sifat Aluminium ................................................................. 7

2.3. Karakteristik Aluminium .............................................................. 7

2.4. Klasifikasi Paduan Aluminium ..................................................... 8

2.5. Heat Treadment ........................................................................... 12

2.6. Kajian Teoritis ............................................................................. 13

2.6.1. Aluminium ........................................................................ 13

2.6.2. Logam Paduan Aluminium .............................................. 14

2.7. Standarisasi Dan Kodifikasi ….................................................... 15

2.8. Pengujian sifat Mekanis ….......................................................... 18

2.9. Kekerasan ( Hardness) .................................................................. 18

2.9.1. Brinnel (HB/BHN) .......................................................... 21

2.9.2. Rockwell (HR/RHN) ....................................................... 22

2.9.3. Vickers (HV/VHN) ......................................................... 23

2.10. Pengujian Impak (Uji Dampak) .................................................. 24

2.11. Jenis- Jenis uji Impak .................................................................. 26

BAB III METODELOGI PENELITIAN ....................................................... 28

3.1. Bahan Penelitian ......................................................................... 28

3.2. Tempat Penelitian dan pengujian ................................................ 29

3.3. Persiapan Spesimen Pengujian .................................................... 29

3.4. Proses Pengujian kekerasan ......................................................... 30

3.5. Proses Pengujian Impak ............................................................... 31

3.6. Proses pengujian Struktur Mikro .................................................. 32

Page 11: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

xi

3.7. Proses Pengujian Komposisi ........................................................ 34

3.8. Diagram Alir Penelitian ............................................................... 35

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN .................................................... 36

4.1.1. Data Hasil Pengujian Kekerasan ................................................ 36

4.1.2. Analisa Pengujian Kekerasan ..................................................... 38

4.2.1. Data Hasil Pengujian Impak ....................................................... 38

4.2.2. Analisa Pengujian Impak ............................................................ 40

4.3.1. Data Hasil Pengujian Struktur Mikro .......................................... 41

4.3.2. Analisa Pengujian Struktur Mikro ............................................... 43

4.4.1. Data Pengujian Komposisi .......................................................... 44

4.4.2. Analisa Pengujian komposisi ..................................................... 46

BAB V PENUTUP .......................................................................................... 47

5.1. Kesimpulan ................................................................................... 47

5.2. Saran ............................................................................................. 47

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 49

LAMPIRAN ..................................................................................................... 51

Page 12: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

xii

DAFTAR TABEL

No Judul Halaman

Tabel 4.1 Data Hasil Pengujian Kekerasan ....................................................... 36

Tabel 4.2 Data Hasil Pengujian Impak .............................................................. 39

Tabel 4.3 Data Hasil Pengujian Komposisi ....................................................... 44

Page 13: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

xiii

DAFTAR GAMBAR

No Judul Halaman

Gambar 2.1 Alat penguji kekerasan ..................................................................... 20

Gambar 2.2 Pengujian Brinnel .............................................................................. 21

Gambar 2.3 Perumusan untuk pengujian Brinnel ................................................. 21

Gambar 2.4 Pengujian Rockwell ........................................................................... 22

Gambar 2.5 Prinsip kerja metode pengukuran kekerasan Rockwell ..................... 22

Gambar 2.6 Pengujian Vickers .............................................................................. 23

Gambar 2.7 Bentuk Indentor Vickers ................................................................... 23

Gambar 2.8 Alat uji impak ................................................................................... 26

Gambar 3.1 Hasil pengecoran kaleng bekas, piston bekas, campuran 30/70, cam-

puran 40/60, dan campuran 50/50 .................................................... 28

Gambar 3.2 ASTM E23 ........................................................................................ 29

Gambar 3.3 Spesimen Uji ..................................................................................... 30

Gambar 3.4 Pengujian kekerasan dengan Rockwell F ......................................... 31

Gambar 3.5 Pengujian impak dengan metode Charpy ........................................ 32

Gambar 3.6 Pengujian struktur mikro .................................................................. 33

Gambar 3.7 Pengujian komposisi ......................................................................... 34

Gambar 3.8 Diagram alir penelitian ..................................................................... 35

Gambar 4.1 Daftar grafik hasil nilai rata-rata pengujian kekerasan untuk kaleng,

Pisto, 50:50, 30:70, dan 40:60 .......................................................... 38

Gambar 4.2 Grafik nilai rata-rata pengujian impak (impact test) ........................ 40

Page 14: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

xiv

Gambar 4.3 Struktur mikro pada pembesaran 200 kali pada pengecoran bahan

kaleng bekas .................................................................................... 41

Gambar 4.4 Struktur mikro pada pembesaran 200 kali pada pengecoran bahan piston

bekas ................................................................................................ 41

Gambar 4.5 Struktur mikro pada pembesaran 200 kali pada pengecoran bahan

campuran perbandingan 30:70% ..................................................... 42

Gambar 4.6 Struktur mikro pada pembesaran 200 kali pada pengecoran bahan

campuran perbandingan 40:60% ..................................................... 42

Gambar 4.7 Struktur mikro pada pembesaran 200 kali pada pengecoran bahan

campuran perbandingan 50:50% ..................................................... 43

Gambar 4.8 Grafik uji komposisi ........................................................................ 45

Page 15: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

xv

DAFTAR LAMPIRAN

No Judul Halaman

Lampiran 1 Bahan baku kaleng bekas .................................................................. 51

Lampiran 2 Tungku peleburan logam ................................................................... 51

Lampiran 3 Logam cair dan cetakan .................................................................... 51

Lampiran 4 Logam hasil coran ............................................................................. 51

Lampiran 5 Pembentukan spesimen ..................................................................... 52

Lampiran 6 Penghalusan spesimen ...................................................................... 52

Lampiran 7 Pengukuran spesimen ........................................................................ 52

Lampiran 8 Finishing spesimen ............................................................................ 52

Lampiran 9 Uji impak ........................................................................................... 53

Lampiran 10 Uji kekerasan ..................................................................................... 53

Lampiran 11 Uji komposisi .................................................................................... 53

Lampiran 12 Uji struktur mikro .............................................................................. 53

Page 16: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar belakang

Aluminium merupakan logam ringan yang memiliki sifat mekanik,

ketahanan korosi dan hantaran listrik yang baik. Logam ini dipergunakan secara

luas bukan saja untuk peralatan rumah tangga, tetapi juga dipakai untuk keperluan

matrial pesawat terbang, kapal laut, konstruksi dan industri otomotif,diantaranya

adalah piston, fungsi piston adalah sebagai alat untuk menghisap bahan bakar,

memampatkan bahan bakar (kompresi), menampung tenaga dan ekspansi gas

yang bertekanan tinggi dengan temperatur tinggi pula.

Piston bekerja di dalam lubang silinder dengan gerakan linear dan

dihubungkan dengan poros engkol melalui batang piston (connecting rod). Piston

bila kena panas akan mengembang, pengembangan piston ini condong untuk

berbentuk oval ke arah dimana pena piston dimasukkan. Selain itu piston dapat

mengalami keausan akibat bergesekan dengan dinding lubang silinder.

Piston dibuat dari bahan aluminium karena piston harus ringan, kuat dan

tahan temperatur tinggi. Oleh karena itu aluminium sebagai bahan baku

komponen sering didapatkan dalam bentuk paduan dengan unsur seperti ; Cu, Zn,

Si, Mg, Sn, dan sebagainya sehingga dapat meningkatkan kekuatan mekaniknya.

Salah satu cara agar mendapatkan peningkatan kekuatan mekanik, biasanya logam

aluminium dipadukan dengan unsur Mg (magnesium),dan salah satu sifat baik

dari aluminium adalah dapat didaur ulang.

Daur ulang adalah proses untuk menjadikan suatu bahan bekas menjadi

bahan baru dengan tujuan mencegah adanya sampah yang sebenarnya dapat

menjadi sesuatu yang berguna, mengurangi penggunaan bahan baku yang baru,

mengurangi penggunaan energi, mengurangi polusi, kerusakan lahan, dan emisi

gas rumah kaca jika dibandingkan dengan proses pembuatan barang baru.

Proses pembentukan aluminium dapat dilakukan dengan berbagai cara,

salah satunya dengan menggunakan metode pengecoran atau cetakan. Membuat

coran harus dilakukan proses-proses seperti: pencairan logam, membuat cetakan,

Page 17: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

2

menuang dan membersihkan coran. Cetakan biasanya dibuat dengan memadatkan

pasir. Pasir yang dipakai kadang-kadang pasir alam atau pasir buatan yang

mengandung tanah lempung, cetakan pasir mudah dibuat dan tidak mahal asal

menggunakan pasir yang cocok. Selain menggunakan cetakan pasir juga dapat

menggunakan cetakan logam, logam yang dipakai titik didihnya harus lebih tinggi

dari logam yang dicairkan (Jiwo Rogo, dkk., 2013).

Pemakaian aluminium khusus pada industri otomotif juga terus meningkat

Sejak tahun 1980 (Budinski, 2001), dan terus meningkat seiring meningkatnya

jumlah kendaraan bermotor di indonesia. Banyak komponen otomotif yang

terbuat dari paduan aluminium, diantaranya adalah piston, blok mesin, cylinder

head, valve dan lain sebagainya. Penggunaan paduan aluminium untuk komponen

otomotif dituntut memiliki kekuatan yang baik. Agar aluminium mempunyai

kekuatan yang baik biasanya logam aluminium dipadukan dengan dengan unsur-

unsur seperti: Cu, Si, Mg, Zn, Mn, Ni, dan sebagainya. Mengolah bijih aluminium

menjadi logam aluminium (Al) memerlukan energi yang besar dan biaya yang

mahal untuk mendapatkan logam aluminium masalah yang utama sebetulnya pada

keterbatasan (Drihandono, S dan Eko B, 2016).

Dalam penggunaanya perlu diketahui kelebihan dan ketangguhan yang

dimiliki dari unsur paduan alumunium dengan magnesium agar sesuai fungsi dan

kegunaanya. Untuk mendapatkan sifat-sifat yang diinginkan dari aluminium

paduan tersebut, maka diperlukan struktur mikro yang cocok dengan komposisi

kimia dan perlakuan panas yang tepat. Secara umum paduan alumunium dan

magnesium dengan komposisi tertentu bertujuan untuk meningkatkan kekerasan,

keuletan, ketahanan aus, ketangguhan, ketahanan korosi dan mampu machining

yang baik. Dari uraian diatas maka sangatlah relevan dengan yang dilakukan oleh

usaha kecil pengecoran alat rumah tangga yang ada di Pontianak,yaitu CV.ASIA

JAYA dimana usaha pengecoran tersebut menggunakan bahan utama adalah

material kaleng bekas, sedangkan di kota Pontianak usaha perbengkelan servis

sepeda motor sangat banyak di tambah dengan popolasi kendaraan roda dua juga

semakin meningkat, maka bagain yang sering mengalami kerusakan dan

penggantian adalah piston dimana akan menjadi barang bekas yang tidak bisa di

manfaatkan sehingga penulis berinisiatif untuk meneliti pemanfatan meteril piston

Page 18: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

3

bekas kendaraan roda dua sebagai bahan campuran pengecoran pembuatan alat

rumah tangga yang ada di CV.ASIA JAYA Pontianak, guna meningkatkan mutu

dari produk yang dimaksud. Untuk memastikan dan mengetahui terjadinya

perubahan sifat mekanik kearah yang lebih baik, maka dilakukan serangkaian

penelitian dan pengujian terhadap bahan aluminium paduan piston bekas dan

kaleng bekas.

1.2.Rumusan Masalah

Pada penulisan ini masalah yang akan dibahas adalah perubahan nilai

kekerasan dan struktur mikro akibat penambahan material piston dan kaleng bekas

pada bahan pembuatan alat rumah tangga.

1.3. Masalah dan Batasan

Pengujian yang dilakukan dibatasi hanya terhadap peningkatan nilai

kekerasan dan perubahan struktur mikro akibat variasi Penambahan Material

Piston Bekas pada aluminium dengan menggunakan campuran 30: 70 , 50 : 50

dan 40 , 60 %, masing-masing di cor, dan didinginkan dengan menggunakan

media pendinginan udara bebas. Untuk mengetahui nilai perubahan sifat mekanik

dari logam aluminium paduan piston dan kaleng bekas, maka akan dilakukan

serangkaian pengujian kekerasan dengan menggunakan metode Rock well dan

Pengujian Impak sedangkan untuk perubahan struktur mikro maka akan dilakukan

pengamatan metallografi dan uji komposisi.

1.4.Batasan Masalah

Dalam penelitian ini, penulis memberikan batasan masalah sebagai

berikut:

1. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah keleng bekas dan

piston bekas

2. Pengecoran/penuangan pembuatan spesimen dilakukan pada temperatur

800°C , pendinginan dengan udara normal dan menggunakan cetakan

pasir kuarsa (mold)

Page 19: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

4

3. Masing masing pengujian disiapkan 3 spesimen dengan persentase paduan

50:50 %, 30: 70 %, Dan 40:60%,dan 2 spesimen dari kaleng dan piston

bekas

4. Pengujian yang dilakukan adalah uji kekerasan dan impact

5. Analisa struktur mikro dari masing-masing spesimen pengecoran

1.5. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dilakukannya penelitian ini yaitu:

1. Untuk menganalisa pengaruh penambahan persentase kekuatan kekerasan

Struktur Mikro pada alumunium campuran piston dan kaleng bekas untuk

proses pembuatan bahan pengecoran alat rumah tangga

2. Mengetahui struktur mikro dan kekerasan dari aluminium pada

pengecoran alat rumah tangga’

1.6. Manfaat Penelitian

1. Bagi mahasiswa

Secara khusus memberikan gambaran kepada mahasiswa sejauh

mana pengaruh kekuatan material bahan paduan pada keleng bekas

khususnya dengan paduan campuran piston dan kaleng bekas

2. Bagi akademik

a. Sebagai referensi untuk perkembangan dan penelitian selanjutnya

dilingkup jurusan teknik mesin.

b. Merupakan pustaka tambahan untuk menunjang proses perkuliahan.

3. Bagi industri

a. Menjadi bahan pertimbangan, untuk diperhatikan dalam proses

produksi, sehingga bisa memperoleh hasil coran alumunium yang jauh

lebih baik.

b. Sebagai bahan informasi untuk mengetahui pengaruh meningkatnya

sifat mekanik pada alumunium.

1.7. Metode Penelitian

Metode penelitian terdiri atas metode literature dan metode observasi

1. Metode literatur

Page 20: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

5

Dalam penyelesaian tugas akhir ini penulis akan mengunakan berbagai

sumber pendukung antara lain buku-buku, LKI, dan seminar, symposium

serta jurnal-jurnal dan artikel terkait

2. Metode observasi

Pada proses penelitian ini penulis akan melakukan peninjauan langsung

dilapangan yaitu mulai dari pembuatan bahan uji sampai dengan

pengujian bahan uji.

1.8. Sistematika Penulisan

Untuk memecahkan masalah dalam penelitian ini, maka

disusunlah sistematika skripsi sebagai berikut :

BAB I : Pendahuluan

Berisi tentang latar belakang, permasalahan, tujuan,

metode penulisan, sistematika penulisan, manfaat

penelitian, dan sistematika penulisan.

BAB II : Landasan Teori

Berisi tentang, tinjauan pustaka (jurnal ilmiah), landasan

teori sebagai telaah kepustakaan.

BAB III : Metodologi Penelitian

Berisi tentang desain eksperimen, bahan dan alat, waktu

dan tempat penelitian, variabel penelitian, metode dan

alur penelitian.

BAB IV : Hasil Penelitian dan Pembahasan

Berisi tentang hasil penelitian, laporan hasil analisis

penelitian.

BAB V : Penutup

Berisi tentang simpulan dan saran.

Page 21: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

6

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

Hasil penelitian Ahmad Fahrur Rozaq dan Soeharto (2013), umur lelah

tertinggi dihasilkan oleh material awal dengan semakin lama waktu temper maka

martensit temper yang terbentuk akan semakin banyak, dan kekerasan material

semakin menurun. Turunnya kekerasan diikuti naiknya keuletan material akan

menyebabkan umur lelah material yang makin rendah, hal ini terjadi karena

fenomena tersebut masih berada pada daerah dimana dengan kekerasan yang

dimiliki material belum melampaui batas maksimum sehingga kekerasan

berbanding lurus dengan umur lelah material.

Hasil penelitian Bagus Surono dan Media Nofri, nilai kekerasan pada

sempel yang tidak mengalami proses pemanasan dengan menggunakan metode

brinell didapat rata-rata sebesar 71 HB. Setelah mengalami proses pemanasan

dengan temperatur 5000C nilai kekerasannya sebesar 56HB, 550

0C nilai

kekerasannya sebesar 71 HB, 6000C nilai kekerasannya sebesar 38HB dan pada

6500C nilai kekerasannya sebesar 26HB. Nilai kekerasan yang didapat pada

point ini adalah nilai kekerasan setelah perlakuan panas dengan menggunakan

media pendingin air, namun pada temperatur 550 terjadi kenaikan, walaupun

lebih banyak nilai kekerasan turun.

Semakin tinggi temperature yang diterima pada sample pada proses

pemanasan dan hampir menyentuh titik lebur akan semakin rendah nilai

kekerasan yang didapat. Pada proses pemanasan dan media pendinginan terlihat

adanya struktur butirannya yang semakin besar dan kasar terdapat pula batas

butir yang kian membesar jika dibandingkan dengan proses pendinginan dengan

menggunakan media air. Dari data yang diperoleh penurunan nilai kekerasan

setelah sample mendapat perlakuan panas, hal tersebut dapat saja terjadi karena

di sebabkan oleh beberapa factor yakni: factor Human Error pada saat proses

pemindahan dari dapur pemanas atau kesalahan pada saat membaca alat ukur,

Over Heating pada saat pemanasan dan sensifitas alat uji.

Page 22: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

7

Paduan aluminium banyak sekali digunakan dalam aplikasi sehari-hari

jika dibandingkan dengan paduan non ferrous lainya karena sifatsifatnya yang

menguntungkan, antara lain : 1). Titik lebur rendah (±660° C), 2). Mampu alir

yang baik untuk casting, 3). Kristalisasinya singkat, cukup membantu untuk

proses produksi, 4). Permukaan hasil casting yang baik dengan permukaan yang

mengkilap Dengan kemajuan Teknologi sekarang ini maka sifat mekanis

Aluminium dapat ditingkatkan dengan penambahan unsur pemadu. Unsur

pemadu antara lain dengan, mangan, silicon, magnesium, dll. Unsur pemadu

tersebut bila diukur relatif sedikit. Secara umum Aluminium diproduksi dalam

bentuk Aluminium Tempa dan Aluminium Tuang. Untuk Aluminium Tuang

dibagi menjadi tiga, Tuang Pasir, Tuang Gravity, Tuang Dies.

2.2. Sifat – Sifat Aluminium

Aluminium mempunyai banyak sifat baik yang menguntungkan untuk

dikembangkan dalam indutri antara lain : Ringan, Kuat, Mudah Bentuk, Tahan

Kara, Memiliki Daya Hantar Listrik yang Baik, Mempunyai Daya Hantar Panas

yang Baik dan Dapat Didaur Ulang.

2.3. Karakteristik Aluminium

Logam Aluminium sangat sensitif terhadap pengaruh luar, hal ini

berkaitan dengan sifat fisik dan sifat kimia dari logam cairnya. Secara

karakteristik dari Aluminium adalah sebagai berikut :

1) Sangat mudah bereaksi dengan udara, yang menimbulkan oksidasi,

dan benda asing yang dapat membentuk dross (kotoran yang

merupakan bagian dari leburan Aluminium),

2) selama proses pembekuan sangat mudah menyerap Hidrogen, yang

sering kali setelah pembekuan mengakibatkan gas porosity,

3) selama proses pembekuan seakan mengalami penyusutan volume

antara (3.5-8.5) %,

4) aluminium cair mempunyai massa jenis dan tekanan hidrostatis yang

rendah setelah pembekuan sering dijumpai adanya shrinkage porosity

(kekurangan logam cair dalam cetakan),

Page 23: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

8

5) mempunyai kecenderungan terjadinya hot shortness (retak pada

permukaan coran).

2.4. Klasifikasi Paduan Aluminium

Paduan Aluminium diklasifikasikan dalam berbagai standar oleh

berbagai Negara diDunia. Saat ini klasifikaasi yang sangat terkenal dan

sempurna adalah standar Aluminium Association di Amerika (AA) yang

didasarkan atas standar terdahulu dari ALCOA (Aluminium Company of

Amerika). Paduan tempaan dinyatakan dengan satu atau dua angka ”S”,

sedangkan paduan coran dinyatakan dengan tiga angka. Standar AA

menggunakan penandaan dengan empat angka sebagai berikut : Angka pertama

menyatakan sistim paduan dengan unsur-unsur yang ditambahkan, yaitu : Al

Murni, Al-Cu, Al-Mn, Al-si, Al-Mg, AlMg-Si, dan Al-Zn.

Paduan Aluminium Utama Ada beberapa jenis paduan utama yaitu:

Paduan Al-Mg-Si, Paduan Al-Cu, Paduan AlCu-Mg, Paduan Al-Mn, Paduan Al-

Si, Paduan Al-Mg, Paduan Al-Mg-Zn. Paduan Al-Mg-Si. Kalau sedikit Mg

ditambahkan kepada Al, pengerasan penuaan sangat jarang terjadi, tetapi apabila

secara simultan mengandung Si, maka dapat dikeraskan dengan penuaan panas

setelah perlakuan pelarutan. Hal ini disebabkan karena senyawa Mg 2 Si

berkelakuan sebagai komponen murni dan membuat keseimbangan dari sistem

biner semu dengan Al. Sebagai paduan praktis dapat diperoleh paduan 5053,

6063, dan 6061. paduan dalam sistim ini mempunyai kekuatan kurang sebagai

bahan tempaan dibandingkan dengan paduan-paduan lainnya, tetapi sangat liat,

mampu bentuk untuk penempaan, ekstrusi dan sebagainya, sangat baik juga

untuk mampu bentuk yang tinggi pada temperatur biasa. Paduan 6063 digunakan

untuk rangka-rangka konstruksi. Karena paduan dalam sistem ini mempunyai

kekuatan yang cukup baik tanpa mengurangi hantaran listrik, maka digunakan

untuk kabel tenaga. Dalam hal ini pencampuran dengan Cu, Fe dan Mn perlu

dihindari karena dapat menyebabkan tahanan listrik menjadi tinggi. Pengerasan

maksimum dapat dicapai dengan jalan perlakuan pelarutan pada 500° C,

pencelupan dingin dan ditemper pada 160° C selama 18 jam.

Page 24: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

9

Indhia (2010) melakukan penelitian tentang strukturmikro silicon dalam

paduan aluminium - silikon pada piston berbagai merek sepeda motor. Sampel

penelitian diambil dari berbagai merek sepeda motor seperti Suzuki, Honda,

Yamaha, Kawasaki, dan Vespa. Pengamatan strukturmikro dilakukan menurut

standar pengujian metalografi untuk bahan aluminium. Struktur mikro hasil

pengamatan menunjukkan struktur spesimen piston Vespa, Suzuki, Kawasaki,

Honda, dan Yamaha. Struktur mikro dari piston Vespa terdiri dari paduan biner

Al-Si dari jenis hipereutektik yang dihaluskan, memiliki ketahanan aus yang

baik tapi ketangguhan retak menurun. Struktur mikro piston Suzuki tersusun

karena adanya tambahan unsur besi (Fe) ke dalam paduan hingga membentuk

fase Al-Si-Fe dari jenis β dan tambahan unsur Mn untuk meningkatkan paduan

terhadap suhu tinggi agar piston dapat berfungsi saat kendaraan panas. Struktur

mikro piston Kawasaki ini merupakan paduan Al-Si hipereutektik untuk

keperluan terhadap ketahanan aus mengandung partikel silikon primer berukuran

besar dan bersudut juga mengandung silikon eutektik. Struktur mikro diperoleh

melalui proses modifikasi dari morfologi dan jarak spasi silikon eutektik dengan

penambahan sodium (Na) atau stronsium (Sr). Struktur mikro piston Yamaha

terdapat penambahan unsur Fe untuk meningkatkan ketahanan aus. Penelitian

yang sama dilakakukan juga oleh Effendi (2010) yang meneliti tentang struktur

mikro dari hasil pengecoran menggunakan metode squeeze casting lebih padat

dan homogen dibandingkan menggunakan metode cor tuang.

Reddy dan Essa (2010) melakukan penelitan tentang perilaku tarik

matrik komposit alumina. Pada pengamatan EDS menegaskan adanya senyawa

Al5Cu2Mg8Si6, Al4CuMg5Si4, dan Mg2Si di komposit alumina

mengakibatkan kekuatan tarik meningkat sedangkan keuletan menurun.

Verman (2013) melakukan penelitian tentang pengaruh variasi

penambahan silikon dan tembaga pada paduan Al-Si-Cu. Penelitian ini bertujuan

untuk mempelajari pengaruh penambahan tembaga terhadap sifat fisik seperti

kekuatan tarik, kekerasan dan korosivitas yang terjadi pada paduan Al-Si-Cu.

Hasil dari penelitian ini menunjukkan semakin meningkatnya penambahan Cu

terhadap paduan maka nilai kekerasannya akan semakin meningkat. Atmaja

(2011) meneliti tentang sifat mekanis penambahan unsur Cu pada aluminium

Page 25: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

10

paduan. Penelitian ini dilakukan dengan cara menambahkan variasi Cu sebesar

2%, 4%, 6%, dan 8% pada paduan kemudian dilakukan pengujian tarik,

kekerasan, kelelahan dan pengamatan struktur mikro. Hubungan antara kekuatan

tarik, kekerasan, dan kelelahan pada aluminium paduan tembaga adalah sama-

sama memiliki sifat kekuatan yang meningkat setiap penambahan unsur tembaga

hingga 4% berat paduan.

Radimin dan Abdillah (2014) melakukan penelitian tentang pembuatan

prototype piston komposit dari limbah piston dengan penambahan silicon

karbida (SiC) dan magnesium. Penelitian ini menggunakan tiga metode yaitu

pengujian karakteristik dan sifat mekanik piston komposit dari komposisi kimia,

metalurgrafi, dan kekerasan. Hasilnya semakin meningkatnya kandungan

magnesium dan penguat SiC dapat meningkatkan kekerasan spesimen piston

komposit dan ikatan antar muka yang optimal.

Suhariyanto (2010) meneliti tentang velg mobil, material yang digunakan

adalah aluminium paduan A356 dengan penambahan unsur inokulan Ti-C.

Kandungan Ti-C yang terbaik pada 0,19% yang memiliki kekuatan tarik 22,51

kg/mm2, elongasisebesar 8,92%, nilai kekerasan 63,65 HVN dan kekuatan

impak 5,21 J/cm2. Selain Suhariyanto, Anzip (2010) juga meneliti tentang velg

mobil, dengan bahan matrial yang digunakan adalah aluminium paduan A356.2

dengan variasi penambahan unsur inokulan Mn. Kandungan Mn yang terbaik

pada 1,2% wt yang memiliki kekuatan tarik 31,58kg/mm2, elongasi sebesar

7,54%, nilai kekerasan 90,74 HVN dan kekuatan impak 5,88 J/cm2.

Mudjijana dan Hadrizal (1997) meneliti tentang analisis produk coran

pelek gokart dari paduan aluminium. Bahan yang digunakan adalah sekrap pelek

mobil berkomposisi paduan Al-Si dengan 4,5%-5% Si dan mengandung unsur

Cu,Mg,Zn dan lain-lain. Bahan sekrap pelek dilebur menggunakan cetakan

permanen dan diberikan variasi pada tekanan tuang 75 kg/cm2, 100 kg/cm2, 125

kg/cm2, dan 150 kg/cm2. Hasil dari peleburan tersebut diuji menggunakan

pengujian kekerasan brinell dan pengujian tarik. Hasil dari pengujian kekerasan

yang didapat yaitu semakin tinggi tekanan tuang maka semakin tinggi nilai

kekerasan yang didapat. Hasil pengujian tarik diperoleh kesimpulan bahwa

Page 26: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

11

semakin tinggi tekanan tuang maka coran tersebut akan menjadi padat dan

menyebabkan coran menjadi kuat dan ulet. Kekuatan tarik juga dipengaruhi oleh

unsur silikon dan magnesium, semakin banyak kandungan silikon dan

magnesium dalam suatu paduan akan semakin tinggi kekuatan tarik tersebut

akan tetapi jika kandungan silikon terlalu tinggi akan menyebabkan paduan

tersebut menjadi rapuh. Hasil dari pengujian metalografi dapat disimpulkan

bahwa semakin kecil, rapat, dan halus struktur butiran suatu coran maka akan

memiliki kekuatan tarik, ketahanan impak, kekerasan, keuletan, dan berat jenis

yang tinggi akan tetapi porositasnnya rendah.

Penelitian yang dilakukan oleh Surojo, dkk (2009) mengenai pengaruh

remelting terhadap strukturmikro dan kekerasan paduan coran Al-Si. Pada

penelitian ini piston bekas dilakuan remelting kemudian dilakukan pengamatan

strukturmikro dan kekerasan. Hasil remelting pertama kembali diremelting

kemudian dilakukan pengujian yang sama. Hasil dari penelitian ini adalah

kekerasan paduan akan meningkat dan strukturmikro paduan Al-Si dapat

berubah seiring perlakuan tiga kali remelting. Jaber, dkk (2010) meneliti tentang

kepadatan dan sifat mekanik dari paduan Al-Si hasil coran. Penelitian ini

menggunakan paduan Al-Si hasil coran dengan penambahan kadar 3%, 6%, 8%,

12% dan 15% silikon, kemudian dilakukan pengujian menggunakan uji tarik dan

kekerasan. Hasil pengujian menunjukkan dengan peningkatan kadar silikon

kekuatan tarik dan kekerasan meningkat, koefisien gesek yang baik dan

memiliki ketahanan aus yang tinggi.

Penelitian yang dilakukan oleh Saputro (2014) menjelaskan tentang

pengaruh penambahan silikon 1%, 3%, dan 5% pada paduan Al-Si-Mg terhadap

sifat fisis dan mekanisnya dengan perlakuan heat treatment. Penelitian ini

dilakukan pengujian kekerasan, pengujian impak, pengujian tarik, dan

pengamatan struktur mikro. Hasil dari penelitian ini menunjukkan nilai kekuatan

impak mengalami peningkatan setelah dilakukan heat treatment dan pada paduan

dengan penambahan unsur Si terbanyak mengalami penurunan keuletan. Pada

pengujian tarik dengan penambahan unsur Si tertinggi mengalami penurunan

kekuatan tarik. Hasil dari pengujian kekerasan diketahui bahwa penambahan Si

akan mengakibatkan kerapuhan pada material.

Page 27: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

12

2.5.Heat Treatment.

Prinsip Dari Heat Treatment. Heat treatnent adalah proses pemanasan

dan pendinginan material yang terkontrol dengan maksud merubah sifat fisik

dari material tersebut. Proses Heat Treatment akan menyababkan perubahan

struktur-struktur suatu material yang mulanya masih mengumpul menjadi terurai

sehingga menjadi lebih keras, ulet dan tangguh. Secara umum proses Heat

Treatmentadalahsebagai berikut:

1. Pemanasan material sampai suhu tertentu,

2. Mempertahankan suhu untuk waktu tertentu (holding time) sehingga

temperaturnya merata,

3. Pendinginan dengan metode media pendingin (air, oli atau udara).

Tujuan Heat Treatment Proses pengerjaan panas yang dilakukan

bertujuan untuk merubah sifat dan struktur logam menjadi sifat yang diinginkan

seperti :

1. Menambah sifat mekanis seperti ductility, toughness, strength,

hardness dan sebagainya,

2. Menambah machinability,

3. Menambah tahan terhadap korosi,

4. Menghilangkan tegangan dalam,

5. Memodifikasi sifat magnet dan listrik,

6. Meningkatkan tahan panas dan tahan gesek

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Heat Treatment, didalam proses heat

treatment ada beberapa faktor yang menentukan berhasil atau tidaknya hasil

yang diharapkan dalam pelaksanaan proses tersebut antara lain adalah :

1. Laju pemanasan,

2. Laju pendinginan,

3. Waktu penahanan ,

4. Media pendinginan yang digunakan. Faktor-faktor tersebut diatas

telah diterapkan dalam spesifikasi sehingga untuk material yang

Page 28: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

13

berbeda jenis maupun karakteristik yang diharapkan terhadap

perbedaan melalui masing-masing tahap tersebut.

2.6. KAJIAN TEORITIS

2.6.1. Aluminium

Aluminium merupakan unsur yang cukup banyak melimpah di bumi

dan selalu berupa kombinasi bersama dengan unsur lainnya. Aluminium

merupakan logam yang banyak digunakan selain baja. Aluminium ditemukan

pada tahun 1872 oleh Friedrich Wohler seorang ahli kimia dari Jerman. Di

bidang industri aluminium dikembangkan oleh Paul Heroult di Prancis dan C.M.

Hall di Amerika pada tahun 1886. Mereka berhasil memperoleh logam

aluminium dengan cara elektrolisa. Aluminium merupakan logam nonferro yang

memiliki sifat ringan dan ketahanan karat yang baik. Aluminium dipakai sebagai

paduan berbagai logam murni, sebab aluminium tidak akan kehilangan sifat

ringan dan sifat–sifat mekanisnya dan mampu cornya dapat diperbaiki dengan

menambah unsur–unsur lain. Unsur-unsur paduan itu adalah tembaga, silikon,

magnesium, mangan, nikel, dan sebagainya yang dapat mengubah sifat paduan

aluminium (Surdia, 1991).

Untuk bahan-bahan pokok dalam menghasilkan alumunium antara lain

bauksit dan kreolit. Bauksit mengandung 55-65% tanah tawas, 2-28% besi, 12

30% air, dan 1-8% asam silikat. Alumunium murni diperoleh melalui cara Bayer

dimana bauksit dijernihkan menjadi tanah tawas murni, lalu tanah tawas

direduksi hingga menjadi alumunium mentah, melalui elektrolisa lebur dengan

kreolit sebagai bahan pelarut natrium alumunium fluorida (Na3A1F6) baru

peleburan alih wujud menjadi alumunium murni. Umumnya alumunium

mencapai kemurnian 99,85% berat. Alumunium dengan kemurnian 99,85% jika

dielektrolisa kembali maka di dapatkan alumunium dengan kemurnian 99,99%

atau hampir mendekati 100%. Surdia dan Saito (1999).

Sifat mekanik aluminum dipengaruhi oleh kosentrasi bahan dan

perlakuan yang diberikan terhadap bahan tersebut. Aluminium terkenal sebagai

bahan tahan korosi, hal ini disebabkan oleh fenomena pasivasi yaitu proses

pembentukan lapisan aluminium oksida di permukaan logam aluminium setelah

Page 29: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

14

logam terpapar oleh udara. Lapisan aluminium oksida ini mencegah terjadinya

oksidasi namun pasivasi dapat terjadi lebih lambat jika dipadukan dengan logam

yang bersifat katodik karena dapat mencegah oksidasi aluminium.

Aluminium merupakan logam yang dapat dikerjakan dalam berbagai

bentuk baik dengan cara ditempa, dituang, dikerjakan dengan mesin, dikeraskan,

dilas, ditarik,dll. Beberapa sifat aluminium adalah : (1) Berat jenisnya 2,72

kg/dm3, (2) Titik cairnya 660°C, (3) Warnanya mengkilap, (4) Konduktor panas

dan listrik yang baik, (5) Ketahanan korosi yang baik, (6) non magnetic.

(Schonmetz dan Gruber, 1985).

2.6.2. Logam Paduan Aluminium

Pemakaian aluminium dan paduannya sangat diminati, hal ini karena

sifat-sifat aluminium yaitu antara lain :

1. Mampu bentuk yang baik karena keuletannya cukup tinggi.

2. Kekuatannya cukup tinggi, baik untuk konstruksi pesawat terbang.

3. Tahan terhadap korosi karena membentuk lapisan Al2O3.

4. Mempunyai massa jenis yang ringan sebesar 2,72 gr/cm3.

Lebih lanjut Schonmetz dan Gruber (1985) mengatakan bahwa

alumunium akan mengalami perbaikan bila dipadu dengan logam lain, seperti

tembaga meningkatkan kekerasan, magnesium meningkatkan kekuatan, silikon

mempermudah mampu alir dan logam pemadu lain adalah mangan, seng, nikel

yang dapat mengakibatkan sifat yang dikehendaki dalam prosentase yang kecil.

Berdasarkan proses pembuatannya aluminium paduan dibagi menjadi :

Paduan Cor (Cast Alloys), dan Paduan Tempa (Wrought Alloys).

Alumunium sebagai logam murni dipakai sebagai paduan, sebab tidak

kehilangan sifat ringan dan mekanisnya, untuk mampu cornya dapat diperbaiki

dengan menambah unsur–unsur lain. Unsur-unsur paduan itu adalah Cu, Si, Mg,

Mn, Ni dan sebagainya, yang dapat mengubah sifat - sifat paduan alumunium.

(Surdia dan Chijiiwa, 1985).

Paduan alumunium silikon (Al-Si) merupakan paduan yang disebut

silumin yaitu paduan yang Si-nya 8% hingga 14%. Paduan Al-Si merupakan

Page 30: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

15

paduan dengan silikon sebagai paduan utamanya, pada titik eutektik 5770 C,

11,7%Si sangat baik untuk paduan tuang karena titik cairnya rendah. Paduan ini

mempunyai mampu tuang yang baik sehingga dibuat produk coran dengan

berbagai bentuk dengan sedikit perlakuan mesin. Paduan Al-Si yang dipadu

dengan unsur-unsur lain sangat banyak digunakan pada benda-benda tuang

untuk industri ototmotif seperti piston, sylinder head, dan velg.

2.7. Standarisasi dan Kodefikasi

Pengkodean aluminium tempa berdasarkan International Alloy

Designation System adalah sebagai berikut :

1) Seri 1xxx merupakan aluminium murni dengan kandungan minimum

99% aluminium berdasarkan beratnya.

2) Seri 2xxx merupakan aluminium paduan dengan tembaga. Terdiri dari

paduan bernomor seri 2010 hingga 2029.

3) Seri 3xxx merupakan aluminium paduan dengan mangan. Terdiri dari

paduan bernomor seri 3003 hingga 3009.

4) Seri 4xxx merupakan aluminium paduan dengan silikon. Terdiri dari

paduan bernomor seri 4030 hingga 4039.

5) Seri 5xxx merupakan aluminium paduan dengan magnesium. Terdiri dari

paduan bernomor seri 5050 hingga 5086.

6) Seri 6xxx merupakan aluminium paduan dengan silikon dan magnesium.

Terdiri dari paduan bernomor seri 6061 hingga 6069.

7) Seri 7xxx merupakan aluminium paduan dengan seng. Terdiri dari

paduan bernomor seri 7070 hongga 7079.

8) Seri 8xxx merupakan aluminium paduan dengan lithium

Perlu diperhatikan bahwa pengkodean aluminium untuk keperluan

penempaan seperti di atas tidak berdasarkan pada komposisi paduannya, tetapi

berdasarkan pada sistem pengkodean terdahulu, yaitu sistem Alcoa yang

menggunakan urutan 1 sampai 79 dengan akhiran S, sehingga dua digit di

Page 31: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

16

belakang setiap kode pada pengkodean di atas diberi angka sesuai urutan Alcoa

terdahulu. Pengecualian ada pada paduan magnesium dan lithium.

Pada aluminium cor pengkodean berdasar Aluminium Assosiation adalah :

1. Seri 1xx.x adalah aluminium dengan kandungan 99% aluminium.

2. Seri 2xx.x adalah aluminium paduan dengan tembaga.

3. Seri 3xx.x adalah aluminium paduan dengan silikon, tembaga, dan

magnesium.

4. Seri 4xx.x adalah aluminium paduan dengan silikon.

5. Seri 5xx.x adalah aluminium paduan dengan magnesium.

6. Seri 7xx.x adalah aluminium paduan dengan seng.

7. Seri 8xx.x adalah aluminium paduan dengan lithium.

Digit kedua dan ketiga kode tersebut menunjukkan persentase aluminiumnya,

sedangkan pada digit terakhir menunjukkan apakah aluminium dicor setelah

pelelehan pada produk aslinya, atau dicor segera setelah aluminium cair dengan

paduan tertentu dan dinyatakan dalam angka 1 atau 0.

Di Indonesia, pengkodean aluminium tidak berdasar pada konsentrasi

paduan maupun perlakuannya melainkan pada aplikasi penggunaan aluminium

tersebut. Berikut ini adalah contoh pengkodean aluminium berdasarkan Standar

Nasional Indonesia :

1) 03-2583-1989 aluminium lembaran bergelombang untup atap dan

dinding.

2) 07-0417-1989 ekstrusi aluminium paduan.

3) 03-0573-1989 jendela aluminium paduan.

4) 07-0603-1989 aluminium ekstrusi untuk arsitektur.

5) 07-0733-1989 ingot aluminium primer.

6) 07-0734-1989 aluminium ekstrusi untuk arsitektur, terlapis bahan

anodisasi.

7) 07-0828-1989 ingot aluminium sekunder.

8) 07-0829-1989 ingot aluminium paduan untuk cor.

9) 07-0851-1989 plat dan lembaran aluminium.

Page 32: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

17

10) 07-0957-1989 aluminium foil dan paduannya.

11) 04-1061-1989 kawat aluminium untuk penghantar listrik.

Dalam Sistem informasi Standar Nasional Indonesia terdapat 84 produk

aluminium yang terdaftar, berupa aluminium murni dan paduannya, senyawa

aluminium, bahkan petunjuk teknis pembuatan aluminium dan aplikasinya juga

merupakan produk yang terdaftar dalam SNI.

2.8 Pengecoran Logam

Pengecoran logam adalah menuangkan secara langsung logam cair yang

didapat dari biji besi kedalam cetakan. Sedangkan coran itu sendiri adalah logam

yang dicairkan, dituang kedalam cetakan, kemudian didinginkan dan membeku

(Surdia dan Chijiiwa, 1985) . Untuk membuat coran, harus dilakukan proses-

proses seperti : pencairan logam, pembuatan cetakan, persiapan, penuangan

logam cair ke dalam cetakan, pembongkaran dan pembersihan coran. (Surdia

dan Chijiiwa, 1976) Proses pengecoran (pembuatan coran) meliputi beberapa

tahap yaitu :

1. Pembuatan cetakan

Pembuatan cetakan terbagi menjadi beberapa cara yaitu cetakan pasir

basah (green sand molds), cetakan kulit kering (skin dried mold), cetakan pasir

kering (dry sand mold), cetakan lempung (loam molds), cetakan furan (furan

molds), cetakan CO2, cetakan logam, cetakan khusus.

2. Persiapan pengecoran

Persiapan pengecoran meliputi beberapa tahap diantaranya:

a. Pembuatan pola

Pola dapat digolongkan menjadi dua yaitu pola logam dan pola kayu,pola

logam digunakan untuk menjaga ketelitian ukuran benda cor, terutama dalam

masa produksi sehingga umur pola bisa lebih lama dan produktivitasnya tinggi.

Pola dari kayu digunakan untuk cetakan pasir. Faktor terpenting untuk

menetapkan macam pola adalah proses pembuatan cetakan dimana pola tersebut

Page 33: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

18

dipakai dan pertimbangan ekonomi yang sesuai dengan jumlah dari pembuatan

cetakan dan pembuatan pola.

b. Pembuatan Inti

Inti adalah suatu bentuk dari pasir yang dipasang pada rongga cetakan

untuk mencegah pengisian logam pada bagian yang seharusnya berbentuk

lubang atau berbentuk rongga dalam suatu coran. Contohnya lubang baut. Inti ini

biasanya dibuat dari pasir kali yang bersih yang dicampur dengan bahan

pengikat dan dipanaskan sehingga memperoleh kekuatan tertentu.

c. Pembuatan Sistim Saluran

Sistim saluran adalah jalan masuk bagi cairan logam yang dituangkan

kedalam rongga cetakan sistem saluran terbagi menjadi beberapa bagian antara

lain:

1. Cawan tuang yaitu merupakan penerima yang menerima cairan logam

langsung dari ladel. Biasanya berbentuk corong atau cawan dengan saluran

turun di bawahnya.

2. Saluran turun yaitu saluran pertama yang membawa cairan logam dari cawan

tuang kedalam pengalir dan saluran masuk, dibuat tegak lurus dengan irisan

berupa lingkaran.

3. Pengalir yaitu saluran yang membawa logam cair dari saluran turun kebagian-

bagian yang cocok pada cetakan. Pengalir biasanya mempunyai irisan seperti

trapesium atau setengah lingkaran sebab irisan yang demikian mudah dibuat

dalam permukaan pisah.

4. Saluran masuk yaitu saluran yang mengisikan logam cair dari pengalir

kedalam rongga cetakan. Saluran masuk dibuat dengan irisan yang lebih kecil

dari irisan pengalir supaya mencegah kotoran masuk kedalam rongga cetakan.

3.Peleburan (pencairan logam).

Peleburan merupakan suatu proses mencairkan beberapa bahan baku

logam untuk menghasilkan logam baru yang memiliki komposisi unsur-unsur

tertentu. Untuk mencairkan logam dipakai bermacam-macam tanur tetapi yang

Page 34: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

19

sering dipakai dalam industri pengecoran logam adalah jenis tanur listrik dan

kupola. Pada tanur listrik panas yang dihasilkan untuk melelehkan logam

dihasilkan dari busur listrik yang terjadi antara elektroda-elektroda, tanur listrik

dulu digunakan khusus untuk membuat baja-baja campuran dan baja-baja karbon

yang berkualitas tinggi tetapi sekarang digunakan untuk membuat baja karbon

yang biasa. Panas yang dihasilkan pada tanur listrik dihasilkan dari busur listrik

yang terjadi antara beberapa elektroda yang dialiri arus listrik, bila arus listrik

dijalankan busur api akan terjadi pada elektroda dan memanaskan ruang lebur

sehingga mampu untuk meleburkan logam cor.

Proses peleburan difokuskan pada eliminasi berbagai macam kotoran

inklusi yang merupakan problem serius dalam memproduksi berbagai macam

produk berkualitas. Inklusi yang dimaksud adalah gas hidrogen yang dapat larut

pada aluminium cair yang menyebabkan porositas pada pengecoran. Daya larut

hidrogen meningkat bila temperatur naik. Tingkat kelarutan hidrogen pada

paduan aluminium tidak sama. Pada saat pembekuan, gas hidrogen masih tersisa

sehingga pada hasil pengecoran terdapat cacat. Dijelaskan pula bahwa tidak

semua porositas diakibatkan oleh gas hidrogen tetapi disebabkan pula oleh

penyusutan. Penyusutan yang terjadi pada saat aluminium membeku sebesar 6%

dari volume ketika aluminium bertransformasi dari cair ke padat ( Jiang dkk,

2011 )

2.8.Pengujian Sifat Mekanis

Adalah pengujian kekerasan atau daya tahan suatu material untuk

melawan benda lain yang ditusukan kepadanya atau ketahanan suatu material

terhadap deformasi plastis.

2.9.Kekerasan (Hardness)

Adalah salah satu sifat mekanik (Mechanical properties) dari suatu

material. Kekerasan suatu material harus diketahui khususnya untuk material

yang dalam penggunaanya akan mangalami pergesekan (frictional force) dan

deformasi plastis.

Page 35: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

20

Deformasi plastis sendiri suatu keadaan dari suatu material ketika

material tersebut diberikan gaya maka struktur mikro dari material tersebut

sudah tidak bisa kembali ke bentuk asal artinya material tersebut tidak dapat

kembali ke bentuknya semula. Lebih ringkasnya kekerasan didefinisikan sebagai

kemampuan suatu material untuk menahan beban identasi atau penetrasi

(penekanan).

Gambar 2.1. Alat Penguji Kekerasan

Untuk mengetahui seberapa besar suatu bahan memiliki kemampuan

untuk menahan beban identansi atau penetrasi, biasanya dilakukan pengujian, di

dunia teknik umumnya pengujian kekerasan menggunakan 3 macam metode,

yaitu:

2.9.1. Brinnel (HB/BHN)

Pengujian kekerasan dengan metode brinnel bertujuan untuk menentukan

kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap bola baja

(identor) yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut (spesimen).

Idealnya, pengujian Brinnel diperuntukan untuk material yang memiliki

permukaan yang kasar dengan uji kekuatan berkisar 500-3000 kgf. Identor (Bola

baja) biasanya telah dikeraskan dan diplating ataupun terbuat dari bahan karbida

tungsten.

Page 36: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

21

Uji kekerasan brinnel dirumuskan dengan

:�� � ��

��.��√�����

Keterangan :

D = Diameter bola (mm)

d = impression diameter (mm)

F = Load (beban) (kgf)

HB = Brinell result (HB)

Gambar 2.2. Pengujian Brinnel

Gambar 2.3. Perumusan untuk pengujian Brinnel

Page 37: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

22

2.9.2. Rockwell (HR/RHN)

Pengujian kekerasan dengan metode Rockwell bertujuan menentukan

kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap indentor

berupa bola baja ataupun kerucut intan yang ditekankan pada permukaan

material uji tersebut.

Gambar 2.4. Pengujian Rockwell

Gambar 2.5. Prinsip kerja metode pengukuran kekerasan Rockwell

Untuk mencari besarnya nilai kekerasan dengan menggunakan metode

Rockwell dijelaskan padagambar, yaitu pada langkah 1 benda uji ditekan oleh

indentor dengan beban minor (Minor Load F0) setelah ituditekan dengan

beban mayor (major Load F1) pada langkah 2, dan pada langkah 3 beban

mayor diambil sehingga yang tersisa adalah minor load dimana pada kondisi

3 ini indentor ditahan seperti kondisi pada saat total load F yang terlihat pada

gambar 2.5 besarnya minor load maupun major load tergantung dari jenis

material yang akan di uji.

Page 38: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

23

2.9.3. Vickers (HV/VHN)

Pengujian kekerasan dengan metode Vickers bertujuan menentukan

kekerasan suatu material dalam yaitu daya tahan material terhadap indentor

intanyang cukup kecil dan mempunyai bentuk geometri berbentuk piramid

seperti ditunjukkan pada gambar 3. Beban yang dikenakan juga jauh lebih kecil

dibanding dengan pengujian rockwell dan brinel yaitu antara 1 sampai 1000

gram. Angka kekerasan Vickers (HV) didefinisikan sebagai hasil bagi

(koefisien) dari beban uji (F) dengan luas permukaan bekas luka tekan (injakan)

dari indentor(diagonalnya) (A) yang dikalikan dengan sin (136°/2).

Gambar 2.6. Pengujian Vickers

Gambar 2.7. Bentuk indentor Vickers

Rumus untuk menentukan besarnya nilai kekerasan dengan metode vikers yaitu :

�� � �

�����

����

� atau

Page 39: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

24

�� ��.���

����

� �

atau

�� � 1,854.&

'�

keterangan :

HV= Angka kekerasan Vickers

F= Beban (kgf)

d= diagonal (mm)

2.10. Pengujian Impact (Uji Dampak)

Sekarang ini kebutuhan akan material terutama logam sangatlah penting.

Besi dan baja merupakan salah satu kebutuhan yang mendasar untuk suatu

konstruksi. Dengan berbagai macam kebutuhan sifat mekanik yang dibutuhkan

oleh suatu material ialah berbeda-beda. Sifat mekanik tersebut terutama meliputi

kekerasan, keuletan, kekuatan, ketangguhan, serta sifat mampu mesin yang baik.

Dengan sifat pada masing-masing material berbeda, maka banyak metode untuk

menguji sifat apa sajakah yang dimiliki oleh suatu material tersebut. Uji Dampak

merupakan salah satu metode yang digunakkan untuk mengetahui kekuatan,

kekerasan, serta keuletan material. Oleh karena itu uji dampak banyak dipakai

dalam bidang menguji sifat mekanik yang dimiliki oleh suatu material tersebut.

Uji dampak adalah pengujian dengan menggunakan pembebanan yang

cepat (rapid loading). Agar dapat memahami uji dampak terlebih dahulu

mengamati fenomena yang terjadi terhadap suatu kapal yang berada pada suhu

rendah ditengah laut, sehingga menyebabkan materialnya menjadi getas dan

mudah patah. Disebabkan laut memiliki banyak beban (tekanan) dari arah

manapun. Kemudian kapal tersebut menabrak gunung es, sehingga tegangan

yang telah terkonsentrasi disebabkan pembebanan sebelum sehingga

menyebabkan kapal tersebut terbelah dua.

Dalam Pengujian Mekanik, terdapat perbedaan dalam pemberian jenis

beban kepada material. Uji tarik, uji tekan, dan uji punter adalah pengujian yang

Page 40: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

25

menggunakan beban statik. Sedangkan uji dampak (fatigue) menggunakan jenis

beban dinamik. Pada uji dampak, digunakan pembebanan yang cepat (rapid

loading). Perbedaan dari pembebanan jenis ini dapat dilihat pada strain rate.

Pada pembebanan cepat atau disebut dengan beban dampak, terjadi proses

penyerapan energi yang besar dari energi kinetik suatu beban yang menumbuk

ke spesimen. Proses penyerapan energi ini, akan diubah dalam berbagai respon

material seperti deformasi plastis, efek histerisis, gesekan, dan efek inersia.

Uji impak adalah pengujian dengan menggunakan pembebanan yang

cepat (rapid loading). Agar dapat memahami uji impak terlebih dahulu

mengamati fenomena yang terjadi terhadap suatu kapal yang berada pada suhu

rendah ditengah laut, sehingga menyebabkan materialnya menjadi getas dan

mudah patah. Disebabkan laut memiliki banyak beban (tekanan) dari arah

manapun. Kemudian kapal tersebut menabrak gunung es, sehingga tegangan

yang telah terkonsentrasi disebabkan pembebanan sebelum sehingga

menyebabkan kapal tersebut terbelah dua.

Dalam Pengujian Mekanik, terdapat perbedaan dalam pemberian jenis

beban kepada material. Uji tarik, uji tekan, dan uji punter adalah pengujian yang

menggunakan beban statik. Sedangkan uji impak (fatigue) menggunakan jenis

beban dinamik. Pada uji impak, digunakan pembebanan yang cepat (rapid

loading). Perbedaan dari pembebanan jenis ini dapat dilihat pada strain rate.

Pada pembebanan cepat atau disebut dengan beban impak, terjadi proses

penyerapan energi yang besar dari energi kinetik suatu beban yang menumbuk

ke spesimen. Proses penyerapan energi ini, akan diubah dalam berbagai respon

material seperti deformasi plastis, efek histerisis, gesekan, dan efek inersia.

Adapun tujuan dari pengujian impact test ini adalah sebagai berikut :

1) Mengetahui pengaruh beban dampak terhadap sifat mekanik material.

2) Mengetahui standar prosedur pengujian dampak.

3) Mengetahui faktor yang memengaruhi kegagalan material dengan

beban dampak.

4) Mengetahui kemampuan material terhadap beban dampak dari berbagai

temperatur yang di ukur.

Page 41: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

26

2.11. Jenis-jenis Metode Uji dampak :

Secara umum metode pengujian dampak terdiri dari dua jenis yaitu:

1. Metode Charpy

Pengujian tumbuk dengan meletakkan posisi spesimen uji pada tumpuan

dengan posisi horizontal/mendatar, dan arah pembebanan berlawanan dengan

arah takikan.

2. Metode Izod

Pengujian tumbuk dengan meletakkan posisi spesimen uji pada tumpuan

dengan posisi, dan arah pembebanan searah dengan arah takikan.

Gambar 2.8. Pengujian impact

Dan besarnya harga impact dapat diketahui dari rumus berikut ini :

dimana :

K = nilai impact (kg m/mm2)

W = usaha yang diperlukan untuk mematahkan benda uji (kg m)

Ao = luas penampang di bawah takikan (mm2)

Page 42: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

27

Dewasa ini dengan seiring perkembangan teknologi digital, maka pada

peralatan alat uji juga mengalami perkembangan terutama dalam hal pembacaan

pengukuran, yang dulunya masih menggunakan dial / indikator saat ini hasil

pengukuran sudah di tampilkan dalam bentuk angka digital, sehingga sangat

memudahkan kita pada saat melakukan pengujian dan pengambilan data.

Page 43: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

28

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Bahan Penelitian

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah logam aluminium hasil

Pengecoran bahan material piston dan Kaleng bekas, dimana pengecoran

dilakukan di CV.Asia Jaya. Adapun proses pengecoranya adalah sebagai berikut:

1. Pembuatan cetakan yang dibuat dari pasir kuarsa dengan sedikit dibasahi

dengan air,agar pasir mudah dibentuk,ukuran pola panjang 20 cm, lebar 5

cm dan kedalaman 2 cm.

2. Persiapan dengan memanaskan tungku peleburan dan bahan material

yang akan dicor

3. Setelah tungku mencapai temperatur 600°C,masukan bahan yang akan

dicor kedalam tungku, dan aduk-aduk hingga bahan yang dicor mencair

4. Setelah temperatur mencapai 800°C gunakan ladel untuk melakukan

penuangan logam cair kedalam cetakan, usahakan letak cetakan dekat

dengan tungku untuk menguragi pembekuan.

5. Setelah cairan logam membeku,bersihkanlah coran dari pasir

cetak,kemudian dinginkan coran dengan udara bebas.

6. Daur ulang pasir cetak, dan persiapkan kembali untuk cetakan

pengecoran berikutnya.

Gambar 3.1. hasil pengecoran kaleng bekas, piston bekas, campuran 30/70,

campuran 40/60, dan campuran 50/50

Page 44: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

29

3.2. Tempat Penelitian Dan Pengujian

Dalam penelitian ini, proses pengujian kekerasan bahan dan struktur mikro

di lakukan di Laboratorium Politeknik Negeri Pontianak. Sebelum dilakukan

pengujian, bahan coran yang sudah disiapkan harus diproses lebih lanjut untuk

dijadikan spesimen uji.

3.3.Persiapan Spesimen Pengujian

Sebelum melakukan pengujian, salah satu hal yang penting untuk

dipastikan adalah spesimen uji harus sesuai dengan standar yang sudah

ditentukan.Dalam hal ini pengujian yang akan dilakukan yaitu : uji impact, uji

kekerasan, struktur mikro dan uji komposisi maka spesimen uji yang akan

dibentuk cukup satu model saja, namun model spesimen ini dapat digunakan

untuk semua pengujian yang dimaksud. Adapun model spesimen disesuaikan

dengan standard ASTM E23 seperti gambar berikut:

Gambar 3.2.ASTM E23

Untuk membentuk coran menjadi spesimen agar sesuai dengan standard

ASTM E23, maka dilakukan langkah-langkah sebagai berikut:

1. Bahan coran dilakukan pemotongan dengan ukuran panjang 55 mm

2. Bahan coran yang sudah dipotong , selanjutnya dimachining dengan

mesin frais untuk meratakan permukaanya dengan ketebalan 10mm

3. Potong bahan coran dengan luasan 10 mm x 10 mm, kemudian

haluskan pada setiap sisi dari spesimen dengan menggunakan amplas

Page 45: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

30

4. Buatlah takikan pada setiap spesimenya menggunakan mesin khusus .

5. Berikan kode atau label pada setiap spesimen untuk mempermudah

dalam pengambilan data pengujian.

Gambar 3.3 Spesimen uji

3.4. Proses pengujian kekerasan

Proses uji kekerasan dilakukan dengan menggunakan metode Rock well F,

adapun prosesnya adalah sebagai berikut:

1. Sebelum melakukan pengujian kekerasan,tekanan harus disesuaikan dengan

kekuatan benda yang akan di uji, pada pengujian ini menggunakan testpis

dengan pembebanan 60 Kg

2. Selanjutnya letakan spesimen diatas meja penekan

3. Putar tuas yang dibawah, hingga indentor menyentuh permukaan spesimen

uji

4. Lihat indikator yang terdapat pada mesin Rockwell F dan kemudian putar

angkanya hingga jarum ukur pada posisi nol.

5. Putar tuas yang ada disamping disamping mesin Rockwell F untuk menekan

spesimen uji,selama 10 detik.

6. Tarik tuas untuk melepaskan penekanan yang diberikan,kemudian catat

hasil pengukuran pada indikator

7. Lakukan langakah-langkah dari 1 – 6 untuk melakukan pengujian pada

spesimen berikutnya.

Page 46: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

31

Gambar 3.4 pengujian kekerasan dengan Rockwell F

3.5.Proses pengujian Impak

Pada proses pengujian impak ini menggunakan metode charpy, dengan

langkah pengujian sebagai berikut:

1. Tekan tombol “ON” pada panel monitor,pastikan pada monitor

pembacaan berat pendulum pada angka 30,40 Kg

2. Letakan sepesimen uji pada dudukan unvil, dengan posisi takikan searah

terhadap arah gerakan hammer

3. Pastikan pintu pengaman tertutup dengan aman

4. Tekan tombol “Start” pada panel monitor, setelah proses impact atau

pemukulan sudah selesai, tekan tombol “Stop” catat hasil data pengujian

yang ditampilkan pada panel monitor.

5. Buka pintu pelindung, ambil spesimen uji yang sudah selesai di uji

6. Ulangi prosedur 1 – 5 untuk melakukan pengujian spesimen selanjutnya.

Page 47: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

32

Gambar 3.5.Pengujian Impact Dengan Metode Charpy

3.6.Proses pengujian Strukturmikro

Sebelum melakukan pengujian strukturmikro, pastikan permukaan

spesimen uji yang akan di etsa harus benar – benar bersih dan mengkilap yaitu

dengan menggunakan amplas yang halus, dan jika diperlukan gosoklah spesimen

dengan menggunakan batu hijau. Jika permukaan spesimen sudah mengkilap

maka spesimen siap untuk dilakukan pengujian, adapun prosesnya adalah sebagai

berikut:

Page 48: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

33

1. Masukan 10 gram bubuk feri clorida (FeCI3) kedalam cawan landai,

kemudian campurkan air 20 Cc dan aduk agar campuran etsa merata.

2. Celupkan permukaan spesimen yang akan difoto kedalam larutan etsa

selama 5 – 10 detik.

3. Angkat spesimen setelah dietsa bersihkan dengan alkohol dan keringkan

4. Letakan spesimen dibawah lensa objectif, posisikan permukaan yang akan

diamati menghadap lensa.

5. Pengamatan dimulai, focuskan pengamatan dengan mengatur jarak lensa

opjectif dengan spesimen

6. Setelah didapat gambar yang paling jernih tampilanya, foto strukturmikro

siap disimpan dalam file komputer dengan memberikan label atau kode

sesuai dengan label atau kode pada spesimen uji.

7. Lanjutkan pengujian strukturmikro pada spesimen berikutnya, dengan cara

mengulangi prosedur pengujian 1 – 6.

Gambar 3.6. Pengujian Strukturmikro

Page 49: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

34

3.7.Proses pengujian Komposisi

pada pengujian komposisi ini spesifikasi spesimen di syaratkan minimal

diameter 10 mm, maksimal 50 mm dengan ketebalan minimal 1 mm dan

maksimal 100 mm, dengan permukaan yang akan diuji harus rata. Pengujian

komposisi dilakukan dengan mesin Spectrometer Metal Scan, adapun prosesnya

adalah sebagai berikut:

1. Nyalakan mesin Spectrometer Metal Scan untuk melakukan pemanasan

2. Letakan spesimen pada meja uji hingga lubang pembakaran tertutup oleh

spesimen uji, kemudian letakan penjepitnya untuk menekan benda uji

3. Setelah spesimen uji sudah benar-benar setel di meja uji, “click” lah

tombol burn pada komputer.

4. Perhatikan pada layar komputer, jika semua data komposisi sudah muncul,

maka proses pembakaran sudah selesai, selanjutnya “click” lah pada

tombol close dan data bisa di print.

5. Lepaskan penjempit spesimen, ambil spesimen yang telah diuji dan

gantilah dengan spesimen yang baru, ulangi proses pengujian dari awal.

Gambar 3.7. Pengujian Komposis

Page 50: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

35

Selesai

3.8. Diagram Alir Penelitian

Gambar 3.8. Diagram alir penelitian

Persiapan Bahan Almg-Si

Pembentukan Cetakan Benda Uji Pengecoran

Pengujian

Data Hasil

Analisis

Kesimpulan

Uji Mikro/Komposisi

Kaleng Bekas Piston Bekas

Pendinginan Udara

Uji Kekerasan Uji Impak

50:50 %, 30: 70 %, Dan 40:60%,

Mulai

Page 51: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

36

BAB IV

ANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1.1. Data Hasil Pengujian Kekerasan (Hardness Test)

Dalam pengujian ini specimen uji yang digunakan yaitu: material bahan

kaleng bekas, Piston bekas, campuran 50:50%, 30:70%, dan 40:60%, dengan metode

pengujian kekerasan Rockwell (F), beban yang digunakan 60 Kgf, penetrator yang

dipakai adalah bola baja 1/16”. Setiap spesimen uji dilakukan pengujian sebanyak 5

titik.

Tabel. 4.1

Data Hasil Pengujian Kekerasan untuk Pengujian Bahan Kaleng bekas, Piston bekas,

campuran 50:50%, 30:70%, Dan 40:60%.

PERLAKUAN SPECIMEN KEKERASAN

ROCKWELL (HRB)

Piston

BA1 32,7

BA2 44,5

BA3 39,5

BA4 43,0

BA5 40,0

RATA-RATA 39

Kaleng

BA1.1 19,0

BA2.2 28,5

BA3.3 18,0

BA4.4 18,5

BA5.5 21,5

RATA-RATA 17.4

Page 52: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

37

Dari tabel 4.1 memperlihatkan data kekerasan pada specimen kaleng bekas,

piston bekas, campuran 30:70%, 40:60%, dan 50:50% secara experimen dan

pengujian dengan metode Rockwell F.

30: 70 %,

BA2.1 40,0

BA2.2 42,0

BA2.3 40,0

BA2.4 39,9

BA2.5 36,0

RATA-RATA 39.58

40:60%

BA3.1 39,0

BA3.2 45,0

BA3.3 43,0

BA3.4 44,0

BA3.5 39,5

RATA-RATA 42.1

50:50%

BA3.1 25,0

BA3.2 32,0

BA3.3 22,0

BA3.4 32,0

BA3.5 33,0

RATA-RATA 28.9

Page 53: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

38

Grafik nilai rata-rata kekerasan dari masing-masing spesimen berdasarkan tabel

4.1 dapat dilihat pada gambar 4.1.

Gambar. 4.1. Data grafik Hasil Nilai Rata-rata Pengujian Kekerasan untuk Kaleng ,

Piston, 50:50 %, 30: 70 %, Dan 40:60%,

4.1.2 Analisa Pegujian kekerasan

Dari data di atas menunjukan bahwa nilai kekerasan tertinggi adalah

specimen campuran 40:60% yakni sebesar 42,1HRB,. Namun pada spesimen

campuran 50:50% dengan nilai kekerasan 28,9HRB kekerasanya mengalami

penurunan jika dibandingkan dengan spesimen 50:50% ,tetapi nilai ini masih lebih

tinggi bila dibandingkan dengan specimen kaleng bekas dengan nilai kekerasan

hanya sebesar 17,4HRB. jadi berdasarkan data ini menunjukan bahwa dengan

menambahkan material piston bekas kedalam bahan baku material kaleng bekas,

terbukti mampu meningkatkan nilai kekerasanya

4.2.1 Data Hasil Pengujian Impak (Impact Test)

Tujuan dilakukannya pengujian Benturan (Impact Test) yaitu untuk

mengetahui seberapa besar nilai Benturan (Impact Test) dari bahan uji. Dalam

pengujian ini specimen bahan uji yang digunakan adalah: Spesimen bahan kaleng

Piston Kaleng 30:70 40:60 50:50:00

b 39 17.4 39.58 42.1 28.9

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Nil

ai

ke

ke

rasa

n

Kekerasan untuk Pengujian Bahan Kaleng, Piston bekas, campuran

50:50 %, 30: 70 %, Dan 40:60%,

Page 54: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

39

bekas , Piston bekas, perbandingan campuran perlakuan 50:50 %, 30: 70 %, Dan

40:60%, adapun hasil pengujian Benturan (Impact Test) adalah sebagai berikut :

Tabel. 4.2

Data Hasil Pengujian Impak (Impact Test) untuk Pengujian Bahan Kaleng bekas,

Piston bekas, bahan campuran 50:50 %, 30: 70 %, Dan 40:60%,

Nama Benda

Uji

Jumlah

Benda

Luasan (A)

(MM2)

Berat

Pendulum

Energy

(Joule)

Strength

(J/m)

Piston

BA1 100.00 30.40 177.38 17738.00 BA2 100.00 30.40 138.92 13892.00 BA3 100.00 30.40 187.21 18721.00 BA4 100.00 30.40 177.38 17738.00 BA5 100.00 30.40 172.61 17261.00

RATA-RATA 100.00 30.40 170.70 17070.00

Kaleng

BA1.1 100.00 30.40 279.03 27903.00 BA2.2 100.00 30.40 345.52 34552.00 BA3.3 100.00 30.40 270.99 27099.00 BA4.4 100.00 30.40 211.96 21196.00 BA5.5 100.00 30.40 226.86 22686.00

RATA-RATA 100.00 30.40 2266.87 26687.20

30: 70 %,

BA2.1 100.00 30.40 212.85 21285.00 BA2.2 100.00 30.40 162.77 16277.00 BA2.3 100.00 30.40 172.61 17261.00 BA2.4 100.00 30.40 246.54 24654.00 BA2.5 100.00 30.40 148.46 14846.00

RATA-RATA 100.00 30.40 188.65 18864.00

40:60%

BA3.1 100.00 30.40 138.92 13892.00 BA3.2 100.00 30.40 186.02 18602.00 BA3.3 100.00 30.40 202.12 20212.00 BA3.4 100.00 30.40 204.51 20451.00 BA3.5 100.00 30.40 172.61 17261.00

RATA-RATA 100.00 30.40 180.84 18083.60

50:50%

BA3.1 100.00 30.40 206.89 20689.00 BA3.2 100.00 30.40 236.70 23670.00 BA3.3 100.00 30.40 251.31 25131.00 BA3.4 100.00 30.40 204.51 20451.00 BA3.5 100.00 30.40 246.78 24678.00

RATA-RATA 100.00 30.40 229.24 22923.80

Page 55: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

40

Pada Tabel 4.2 menunjukan data hasil pengujian Impak dari masing- masing

spesimen uji yaitu: Piston bekas, kaleng bekas, campuran 30:70%, 40:60% dan

50:50%, adapun pengujianya menggunakan metode Charpy.

Grafik nilai rata-rata pengujian Impak (Impact Test) dari masing-masing

spesimen berdasarkan data tabel 4.2 dapat di lihat pada grafik 4.2 di bawah ini :

Gambar grafik 4.2. Grafik Nilai Rata-rata Pengujian Impak (Impact Test)

4.2.1 Analisa Pengujian Impak

Pada Grafik 4.1. Pengujian Impak (Impact Test) pada spesimen piston bekas

merupakan spesimen yang memiliki angka uji impak atau Streght paling rendah yaitu

17070 J/mm2 , sedangkan nilai streght tertinggi adalah pada spesimen kaleng bekas

adalah 22686 J/mm2, ini menunjukan bahwa kemampuan spesimen kaleng bekas

lebih baik dari spesimen uji piston bekas dalam hal menyerap energi dan menerima

beban kejut. Sedangkan pada spesimen campuran antara kaleng bekas dan piston

bekas cenderung menunjukan nilai streght yang meningkat, dan pada spesimen

campuran 50:50% menunjukan kemampuan menyerap energi dan beban kejut paling

Piston Kaleng 30:70 40:60 50:50:00

b 17070 26687.2 18864.6 18083.6 22923.8

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

Str

eg

ht

J/M

Impact Test untuk Pengujian Bahan Kaleng bekas, Piston bekas,

campuran 50:50 %, 30: 70 %, Dan 40:60%,

Page 56: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

41

bagus dibandingkan dengan semua spesimen campuran yang diujikan,hal itu

ditunjukan dengan nilai streght tertinggi yaitu 22923 J/mm2

4.3.1 Data Hasil Pengujian Struktur Mikro (Metallugraphy Test)

Pengujian metalografi dilakukan untuk mengetahui mikrostruktur pada

permukaan spesimen uji, pengujian ini menggunakan Reflected Metallurgical

Microscope , berikut ini adalah foto-foto hasil pengujian metalografi pada spesimen

uji kaleng bekas, piston bekas, campuran 30:70%, 40:60%, 50”50%.

Gambar 4.3. Struktur Micro Pada Pembesaran 200 kali pada pengecoran bahan

kaleng bekas

Gambar 4.4. Struktur Micro Pada Pembesaran 200 kali pada pengecoran bahan

Piston bekas

Molekol Aluminium

Porositas

Porositas

Molekol Aluminium

Page 57: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

42

Gambar 4.5. Struktur Micro Pada Pembesaran 200 kali pada pengecoran campuran

perbandingan 30: 70 %,

Gambar 4.6. Struktur Micro Pada Pembesaran 200 kali pada pengecoran campuran

perbandingan 40: 60 %,

Molekol Aluminium

Porositas

Porositas

Molekol Aluminium

Page 58: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

43

Gambar 4.7. Struktur Micro Pada Pembesaran 200 kali pada pengecoran campuran

perbandingan 50: 50 %,

4.3.2 Analisa Pungujian Struktur mikro

Data pengamatan metalugrafi struktur mikro dengan pembesaran 200x pada

permukaan spesimen uji AlMg-Si yang berupa foto menujukan bahwa terdapat

bagian yang terang atau mengkilat adalah molekol aluminium dan pada bagian yang

gelap atau seperti berongga adalah porositas, dimungkinkan terbentuknya

kekosongan porositas adalah dikarenakan 1) unsur silkon yang ada jumlahnya

sedikit sehingga tidak mampu mengaliri semua rongga yang ada, 2)proses

pembekuan AlMg-Si cair yang terjadi dalam waktu yang bersamaan, sehingga

proses feeding saat pembekuan tidak terjadi dengan baik, opsi lainya dimungkinkan

karena pada saat pengecoran temperatur tuang yang tinggi dan tebal cetakan yang

menyebabkan proses pembekuan jadi lambat. Secara teori kerapatan antar molekul

dan bentuk molekul dapan menentukan nilai kekerasan suatu bahan coran. Pada data

foto melatalugrafi spesimen diatas menunjukan bahwa hasil foto pada sepesimen uji

campuran 40:60% memiliki kerapatan yang lebih baik dan molekul cenderung

berbentuk pipih, gambar 4.6.

Porositas

Molekol Aluminium

Page 59: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

44

4.4.1 Data Pengujian Komposisi

Tujuan dilakukannya pengujian komposisi yaitu untuk mengetahui

perbandingan jumlah kandungan unsur paduan yang ada didalam spesimen uji kaleng

bekas, piston bekas, campuran 30:70%, 40:60%, dan 50:50%. Dengan mengetahui

kandungan unsur paduan pada setiap spesimen, maka kita dapat memahami adanya

perbedaan sifat mekanik pada masing-masing spesimen uji. Adapun data dari hasil

pengujian komposisi spesimen uji kaleng bekas, piston bekas, campuran 30:70%,

40:60%, dan 50:50% adalah sebagai berikut:

Tabel.4.3.

Data hasil uji komposisi pada spesimen uji kaleng beka , piston bekas, campuran

30:70%, 40:60%, dan 50:50%.

No

Unsur

Kimia

Kaleng

Bekas

Piston

Bekas

50: 50 40:60 30:70

1. Al 87.8 86.6 84.5 87.2 87.8

2. Si 0.811 0.621 0.636 0.310 0.411

3. Fe 0.912 1.28 1.42 1.58 1.24

4. Cu 0.302 0.337 0.353 0.375 0.358

5. Mn 0.436 0.136 0.179 0.231 0.208

6. Mg 0.597 0.461 0.463 0.473 0.487

7. Zn 1.76 1.53 1.66 1.56 1.66

8. Cr 0.212 0.0382 0.244 0.0447 0.189

9. Ni 0.248 0.262 0.315 0.320 0.251

10. Ti 0.107 0.197 0.153 0.165 0.152

11. Be 0.0003 0.0003 0.0003 0.0004 0.0003

12. Ca 0.0162 0.0161 0.0150 0.0119 0.0378

13. Li 0.00030 0.0037 0.00031 0.0037 0.0031

14. Pb 0.305 0.363 0.305 0.334 0.330

15. Sn 0.250 0.250 0.250 0.250 0.250

16. Sr 0.0037 0.0128 0.0041 0.0053 0.0043

17. V 0.0548 0.0615 0.0041 0.0635 0.0419

18. Na 0.0312 0.0311 0.0352 0.0315 0.0302

19. Bi 0.0452 0.0927 0.0297 0.110 0.0378

20. Zr 0.100 0.134 0.0694 0.136 0.108

21. B 0.0250 0.0250 0.118 0.0250 0.0250

22. Ga 0.600 0.0600 0.0250 0.0600 0.0600

23. Cd 0.0033 0.0074 0.0600 0.0076 0.0070

24. Co 0.0010 0.0020 0.0238 0.0372 0.0010

25. Ag 0.0010 0.0203 0.0010 0.0010 0.0312

26. Hg 0.0010 0.0010 0.0290 0.150 0.0010

27. In 0.150 0.150 0.0010 0.600 0.150

28. Sb 0.600 0.600 0.150 0.0030 0.600

29. P 0.0030 0.0138 0.600 0.0030 0.0075

30. As 0.0030 0.0030 0.0194 0.0030 0.0265

31. Ce 0.0500 0.0500 0.0030 0.0500 0.0500

32. La 0.0350 0.0350 0.0350 0.0350 0.0350

Page 60: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

45

Pada Tabel 4.3.Menunjukan data hasil pengujian komposisi, dimana dari

data tersebut menunjukan kandungan Al pada setiap spesimen adalah sebagai

berikut,

Kaleng bekas : AL = 87,8%

Piston bekas : AL = 86,6%

Campuran 50:50% : AL = 84,5%

Campuran 40:60% : AL = 87,2%

Campuran 50:50% : AL = 87,8%

Grafik berikut ini menunjukan perbedaan kandungan unsur paduan pada

spesimen uji kaleng bekas, piston bekas, campuran 30:70%, 40:60%, dan 50:50%

yang diambil dari data Tabel 4.3. Namun pada grafik berikut hanya menampilkan

unsur paduan utama yang terkandung dalam setian spesimen uji, yaitu : Si, Fe,Cu,

Mn, Mg, dan Zn. Tetapi unsur Al sengaja tidak dimasukan dalam grafik, hal ini

dilakukan penulis untuk mempermudah dalam pembacaan grafik.

Gambar 4.8. Grafik uji komposisi

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Kaleng Piston 30/70 40/60 50/50

Si

Fe

Cu

Mn

Mg

Zn

Page 61: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

46

4.4.2 Analisa Pengujian Komposisi

Dari data diatas dapat dianalisa bahwa:

1. Spesimen kaleng bekas memiliki nilai streght 26687,2 J/mm2 lebih tinggi

dari spesimen piston kaleng bekas 17070 J/mm2. Hal itu disebabkan karena

kandungan unsur Zn, dan Si pada spesimen kaleng bekas nilainya lebih tinggi

dari yang ada pada spesimen piston bekas. Namun spesimen piston bekas

memiliki nilai kekerasan 39HRB lebih tinggi dari spesimen kaleng bekas

17.4HRB, hal ini dikarenakan kandungan Fe pada spesimen piston bekas

lebih tinggi dari spesimen kaleng bekas.

2. Pada spesimen uji campuran 30:70% memiliki nilai kekerasan 39.58HRB hal

ini menunjukan spesimen uji campuran 30:70% lebih keras dari spesimen uji

piston bekas, dimana kandungan Zn dan Mg pada spesimen campuran

30:70% lebih tinggi dari spesimen uji piston bekas. Akan tetapi pada

spesimen campuran 30:70% memiliki streght 18864,60 J/mm2 yang lebih

rendah bila dibandingkan dengan spesimen uji kaleng bekas, berdasarkan

data uji komposisi kandungan Zn dan Si pada spesimen campuran 30:70%

lebih rendah dari spesimen uji kaleng bekas.

3. Kombinasi unsur Fe dan Zn yang cukup tinggi dan seimbang yang

terkandung dalam spesimen uji campuran 40:60% menjadikan spesimen ini

memiliki nilai kekerasan yang paling tinggi,yaitu 42.1HRB.

4. Kemampuan terhadap penyerapan energi dampak paling bagus diantar

spesimen campuran, yaitu pada spesimen campuran 50:50% dengan nilai

streght 22923 J/mm2.,karena didalamnya terdapat kombinas unsur paduan Zn

dan Fe yang cenderung lebih tinggi dibanding dengan spesimen uji campuran

lainya.

Page 62: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

47

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Dari hasil penelitian dan analisa data yang telah dilakukan dapat diambil

kesimpulan sebagai berikut :

1. Dalam penelitian ini specimen bahan uji kaleng bekas yang merupakan bahan baku

utama dalam pembuatan alat rumah tangga, memiliki nilai kekerasan 17,4HRB dan

nilai Streght 26687,2 J/mm2

. Sedangkan spesimen uji piston bekas adalah sebagai

bahan campuran, yang memiliki nilai kekerasan lebih tinggi yaitu 39HRB, namun

nilai streghtnya lebih rendah yaitu 17070 J/mm2.

2. Pada spesimen campuran 30:70% nilai kekerasanya 39,58HRB dan nilai streght

18864 J/mm2

, spesimen uji campuran 40:60% nilai kekerasanya 42,1HRB dengan

nilai streght 18083,6 J/mm2, dan campuran spesimen uji 50/50% nilai kekerasanya

28,9HRB dengan nilai streght 22923,8 J/mm2 .

3. Dari data penelitian menunjukan bahwa semua spesimen uji campuran mengalami

peningkatan kekerasan bila dibandingkan dengan spesimen uji kaleng bekas, nilai

kekerasan tertinggi adalah spesimen uji campuran 40:60%. Sedangkan nilai streght

dari semua spesimen uji campuran mengalami penurunan bila dibandingkan dengan

nilai streght spesimen uji kaleng bekas. Nilai streght tertinggi diantara spesimen uji

campuran adalah dari spesimen uji campuran 50:50% .

5.2 Saran

Dari penelitian yang telah dilakukan,ada beberapa saran yang diharapkan berguna

bagi penelitian selanjutnya dan bagi CV.Asia Jaya yang berkaitan dengan penggunaan

bahan baku kaleng bekas dengan tambahan material piston bekas diantaranya:

1) Dilakukan percobaan pembuatan alat rumah tangga dengan pemanfaatan kaleng dan

piston bekas sebagai bahan baku pada proses pengolahan produk pembuatan alat

rumah tangga, sesuai dengan data hasil penelitian yang sudah dilakukan untuk bisa

memperbaiki kualitas bahan yang diproduksi.

Page 63: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

48

2) Perlu dilakukan percobaan memasak dengan peralatan rumah tangga yang

menggunakan bahan kaleng dan piston bekas, untuk melihat sejauh mana

kemampuan peralatan tersebut didalam penggunaanya.

3) Untuk dilakukan penelitian lanjutan tentang variasi temperature pengecoran bahan

kaleng dan piston bekas terhadap hasil pengecoran dan kwalitas hasil pengecoran.

Page 64: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

49

DAFTAR PUSTAKA

American Foundry’s Society, 1992, Proceedings of 3rd International Conference

of Molten Aluminum, Orlando, Florida.

ASM International, 1993, ASM Specialty Handbook: Alumunium and Alumunium

Alloys, Ohio.

ASTM Standards, 2003, Metal Test Methods and Analytical Procedures, volume

03.01, West Conshohocken United States.

Britnell, D.J. and Neailey, K., 2003, Macrosegregation in Thin Walled Castings

Produced Via the Direct Squeeze Process, Journal of Material Processing

Technology vol. 138, pp. 306-310.

Budinski., 2001, Engineering Materials Properties and Selection, PHI New

Casting Process based on the Taguci Method”, Proc. I Mech E Vol. 216

Part B: J. Engineering Manufacture

Colangelo, V.J., 1995, Analysis of Metallurgical Failures, 2nd Edition, John

Wiley & Sons, Singapore

Choi, J.I., Park, H.J., Kim, J.H., Kim, S.K., 2005, A Study on Manufacturing of

Callister, W., 2001, Fundamental of Materials Science and Engineering,

John Wiley & Son Inc Campbell, J., 2000, “Casting”, Birmingham

Chen, Z. W., 2003, Skin Solidification During High Pressure Die Casting of Al-

11Si-2Cu-1Fe Alloy, Materials Science and Engineering A348, pp.145-

153.

Doehler, H., Die Casting, McGraw Hill Book Company, New York.

Duskiardi, Tjitro, S., 2002, Pengaruh Tekanan dan Temperatur Die Proses

Squeeze Casting terhadap Kekerasan dan Struktur Mikro pada Material

Piston

Durrant, G., Gallerneault, M., Cantor, B.,1996, Squeeze cast aluminum reinforced

with mild steel inserts, J Mater Science, 31 pp. 589–602.

Jhon E Hatch, Aluminium Properties and Physical Metallurgy, American Society

for Metal, 1984

Kim, W. J., et al 2005, Corrosion performance of plasma sprayed Cast Iron

coatings on Aluminum alloy for automotive component, Surface coating

and Technology, 200 pp 1162-67

Page 65: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

50

Lawrence H. Van Vlack, Sriati Djaprie, Ilmu dan Teknologi Bahan, edisi ke 4,

Erlangga, Jakarta, 1986.

McClein, S.T., 1997, A Study of Porosity Quantification Techniques in Aluminium

Alloy Casting, Mississippi

Smallman, RE. Metalurgi Fisik Modern, Gramedia, Jakarta 1991.

SBP Board of Consultan & Engineers, Teknologi of Aluminium Product, Pvt,Ltd,

Delhi 54-59

Tata Surdia dan Shinroku Saito, Pengetahuan Bahan Teknik, Cetakan Ke 3, PT.

Pradnya Paramita, Jakarta 1995.

Surdia, T., dan Chijiiwa K., 1975,Teknik Pengecoran Logam, P.T. Pradnya

Paramita, Jakarta, pp. 13-16.

Surdia, T. dan Saito, S., 1992, Pengetahuan Bahan Teknik, P.T. Pradnya

Paramita, Jakarta, pp. 129-142.

Page 66: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

51

LAMPIRAN

FOTO SAAT MELAKUKAN PENGECORAN

Lampiran 1: Bahan baku kaleng bekas Lampiran 2: Tungku peleburan logam

Lampiran 3: Logam cair dan cetakan Lampiran 4: logam hasil coran

Page 67: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

52

LAMPIRAN

FOTO SAAT PEMBUATAN SPESIMEN

Lampiran 5: Pembentukan Spesimen Lampiran 6: Penghalusan spesimen

Lampiran 7: Pengukuran Spesimen Lampiran 8: Finising Spesimen

Page 68: ANALISA HASIL PENGECORAN PENAMBAHAN BAHAN ...repository.unmuhpnk.ac.id/802/1/skripsi.pdfkekerasan yaitu: Kaleng bekas 17.4HRB, Piston bekas 39HRB, Campuran 30:70% 39,58HRB, Campuran

53

LAMPIRAN

FOTO SAAT MELAKUKAN PENGUJIAN DI LAB

Lampiran 9: Uji impac Lampiran 10: Uji kekerasan

Lampiran 11: Uji komposisi Lampiran 12: Uji Struktur mikro